Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

This content is Free Access.

Japanese
 

RC/RL/LC 回路

Article

Transcript

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the English version.

抵抗 'R'、'L'、インダクタおよびキャパシタ 'C' は、それぞれに異なるプロパティすべての現代電気機器の基礎となっている基本的な回路要素です。

抵抗は、通常熱の形でエネルギーを散らす電気コンポーネントです。対照的に、コンデンサーは、電界のエネルギーを貯え、インダクタ磁場にエネルギーを蓄えます。

抵抗器、コンデンサー、インダクタが一緒に接続され、回路表示時間と周波数依存特性 AC の有用な信号処理、ラジオ、電気フィルターおよび他の多くのアプリケーション。

このビデオが抵抗コンデンサーと抵抗器インダクタ回路の動作を説明し、少しの抵抗のエネルギー損失インダクタ コンデンサー回路の振動を示します。

抵抗器、インダクタ、コンデンサーを含む回路の電流と電圧の動作方法を学びましょう。

まず、RC 回路、コンデンサーと直列に抵抗器の回路についてお話しましょう。スイッチが閉じている場合、電圧源の出力はコンポーネントと流れる現在の開始に適用されます。として、コンデンサーは最初充電は、ゼロ電圧、端子間で。したがって、抵抗の両端での全ての電圧源の出力が表示されます、現在は最大値です。

我々 電圧のプロットを見て、時間と現在、当初 VR に等しい電圧コンデンサー 'VC' 間の電圧はゼロ、現在はその最大値です。現在の料金、コンデンサーは、「VC」が増加します。応答では、VR が減少し、そのため現在も下がる、オームの法則に従って。最終的に抵抗電圧はゼロと現在のフローが停止。

同様の分析は、インダクタと直列に抵抗器から成る RL 回路の可能です。スイッチを閉じる瞬間、電荷の突然の流れ、インダクタの磁気フィールドを作成します、その電圧 'VL' がソースの電圧に等しい。したがって、初期の VR はゼロ、したがって初期電流はゼロでも。

今、変更を監視するには電圧と前に、のような現在のグラフを見てみましょう。インダクタ電圧低下として時間をかけて抵抗増加、したがって現在を介して電圧も高くなります。最終的には、インダクタ電圧はゼロ抵抗の両端電圧ソース出力のすべてが、現在の最大値に設定が。

RC と RL 回路の電流と電圧の過渡電流の減衰は、抵抗器におけるエネルギー散逸によるものです。対照的に、インダクタに接続されているコンデンサーには、LC 回路は理想的な抵抗やエネルギー損失を持たないし、動作は非常に異なる。

この回路のコンデンサーは電圧 V に充電、インダクタに接続されて場合は、コンデンサーで貯えられる電気エネルギーはインダクタに転送され、磁気エネルギーに変換されます。このプロセスのエネルギーはコンデンサーへ転送、プロセスを逆方向に流れる電流を反転し、インダクタ、無期限に繰り返されます、各コンポーネント間の電圧は時間で正弦波発振します。

このような RLC 回路は、LC 回路に抵抗を追加します。この構成における振動抵抗が各サイクル中にエネルギーを散らすために水を差します。最終的に、振動停止電圧と電流減衰 0 に。

RC、RL と LC 回路の基本を説明した、今では、研究室で彼らの行動を見てをみましょう。

オシロ スコープ、直流電圧の供給または 1.5 ボルトの電池、スイッチは数オームの抵抗で小さい電球を取得します。この回路を組み立てるし、スイッチを開いたままにしておきます。

部門ごと 1 ボルトにオシロ スコープの垂直方向のスケールおよび部門ごとの 1 秒にタイム スケールを選択します。その後各種試験における信号の最適な表示のためのこれらの設定を調整する必要があります。

電球に電源を投入してスイッチを閉じます。

電球は抵抗のような動作、するため、それを流れる電流は電圧に比例です。としてオシロ スコープ トレースを見ると、スイッチが閉じ、スイッチが開いたら瞬時に暗くなるとき即座に電球を明るく照らします。

電球と直列に 1 ファラドのコンデンサーに示すように、回路を組み立てます。オシロ スコープが抵抗にかかる電圧を測定することに注意してください。テストの開始までスイッチを開いたまま。

スイッチを閉じてし、電球とオシロ スコープ トレースを確認します。コンデンサー スイッチを閉じるときに電圧が急に変化するときに電流を渡すために、電球は暗くなる前に簡潔に点灯します。時間が進むにつれて、電球の抵抗とキャパシタンスのため回路崩壊を流れる電流。

スイッチを開き、最初と並行して 2 番目の電球を接続することにより、回路を変更します。

もう一度スイッチを閉じます。電球とオシロ スコープ トレースの両方を見る。2 つの並列の電球のオンとオフをより迅速に単一の電球よりも。これは、2 つの電球の並列抵抗が単一の電球の抵抗より小さいためにです。結果の回路が、電流と高速応答の短いドロップ。

この回路を 1 ミリ ヘンリー電球と直列にインダクタを組み立てます。テストの開始までスイッチを開いたまま。

スイッチを閉じてし、電球とオシロ スコープ トレースを確認します。電球をオンにインダクタを行っていますので電圧が突然、スイッチが閉じたときとして変更されたとき少し現在時間の小さい時間がかかります。

時間が進むにつれて、インダクタの電流-電球アプローチを通じて、定常状態レベル。スイッチを開き、最初と並行して 2 番目の電球を接続します。

もう一度スイッチを閉じます。電球とオシロ スコープ トレースの両方を見る。2 つの並列の電球のオンとオフをよりゆっくりと単一の電球よりも。これは、2 つの電球の並列抵抗が単一の電球の抵抗より小さいためにです。

この回路を 10 マイクロ ファラッドのコンデンサーと 8 ミリ、ヘンリー ・ インダクタ、コンデンサーに接続されているオシロ スコープと一緒にまとめます。すぐ切り替える 1 コンデンサーを充電し、テストの開始までは、スイッチ 2 は開いたままにしておきます。

スイッチ回路から電圧源を切断する 1 を開きます。すぐ 2 を切り替えて、オシロ スコープを観察します。インダクタ電圧発振し、回路内の配線の小さな抵抗によって引き起こされるいくつかの減衰を示すことがあります。振動の周期は、キャパシタンスと抵抗の値に基づいて予定時刻に一貫しているミリ秒です。

抵抗器、コンデンサー、インダクタ、単純なコンポーネントが RC、RL と LC 回路を使用している電子信号処理、タイミング回路やフィルターで多くのアプリケーションを有効にすると複雑な行動があります。

この例では、研究者は自由に動き回りながら血圧を研究するマウスの皮下の無線送信機を注入しました。一般ラジオ受信機は、インダクタ コンデンサー回路を使用して、傍受した高周波または RF エネルギーのブロード バンドから特定の周波数を選択します。正しい周波数増幅とレシーバーの追加の電子機器での加工に必要な情報を運ぶ。

脳波は、脳の電気活動を測定します。頭皮上電極は、広い周波数範囲にわたってミリボルト レベル信号を拾います。RC、RL と LC 回路は、電気的な干渉や工芸品、意味のあるデータの取得に貢献を削減するフィルターの一部です。

抵抗器、コンデンサー、インダクタを用いた回路の時間依存挙動をゼウスの紹介を見てきただけ。RC、RL と LC 回路とこれらの回路の違いの基本を理解する必要があります今。見てくれてありがとう!

Read Article

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter